ASGCT 2024: La tecnologia di inserimento genico non virale in vivo di SalioGen fa passi da gigante nella fase preclinica / ASGCT 2024: SalioGen’s Nonviral In Vivo Gene Insertion Technology Takes Preclinical Strides
ASGCT 2024: La tecnologia di inserimento genico non virale in vivo di SalioGen fa passi da gigante nella fase preclinica / ASGCT 2024: SalioGen’s Nonviral In Vivo Gene Insertion Technology Takes Preclinical Strides
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
Jason F. Cole ha lavorato per rendere la terapia genica una realtà per i pazienti da quando è entrato in Bluebird circa dieci anni fa. Ciò gli ha dato un posto in prima fila per la prima generazione di terapie geniche, tipicamente somministrate con lentivirus in un ambiente ex vivo. Cole ha preso parte al viaggio volto a portare la tecnologia all'avanguardia dell'epoca nei primi studi clinici, affrontando battute d'arresto e navigando tra gli enti regolatori che hanno portato a tre approvazioni: Zynteglo, Skysona e Lyfgenia.
Dopo aver lasciato Bluebird, Cole iniziò a cercare un'azienda che operasse dove sarebbe andato il disco. È stato allora che si è imbattuto in SalioGen Therapeutics.
"Credo che il futuro della medicina genetica sia non virale, in vivo ed integrativa", ha affermato Cole. “Sono queste soluzioni permanenti e complete a molte di queste altre malattie genetiche che non siamo ancora stati in grado di affrontare. Mi stavo guardando intorno svolgendo un lavoro di diligenza e consulenza quando mi sono imbattuto in SalioGen, e ciò che mi ha davvero attratto dell'azienda sono stati i principali elementi di differenziazione della tecnologia: la capacità di fornire grandi geni in modo non virale in punti specifici del genoma con maggiore sicurezza rispetto ad alcuni degli approcci di editing esistenti. Ciò offre l’opportunità di perseguire alcune aree terapeutiche in cui non abbiamo visto alcun progresso od una serie di fallimenti perché gli strumenti e forse le aziende di prima e seconda generazione non sono adatte allo scopo”.
Otto mesi fa, Cole è salito a bordo come amministratore delegato e presidente del consiglio di amministrazione di SalioGen e ha immediatamente concentrato l'azienda su un'unica area della organizzazione, le malattie ereditarie della retina, per raggiungere la clinica in modo rapido e sicuro.
"Quando l'azienda è stata fondata, stava esplorando le applicazioni di questa tecnologia in modo piuttosto ampio e ciò ha generato molti dati", ha affermato Cole. “Quando sono entrato a far parte, ho davvero guidato verso una decisione basata sui dati su quali applicazioni della nostra tecnologia sono uniche per noi e sono veramente differenziate. Ci sono molte persone che lavorano nel campo della medicina genetica adesso, e vedi tutto l'affollarsi intorno a certe indicazioni, che si tratti di anemia falciforme o di emofilia, di qualsiasi cosa. Voglio che ci concentriamo su cose per le quali, se SalioGen non esistesse, non esisterebbero nemmeno quelle terapie. Questo è il tipo di livello di impatto che vogliamo avere”.
Cole e SalioGen stanno mostrando alcuni dei loro primi lavori all'ASGCT 2024 che mostrano come può essere utilizzata la loro tecnologia di inserimento genico in vivo non virale. Questa tecnologia utilizza una trasposasi dei mammiferi bioingegnerizzata per integrare permanentemente grandi costrutti di DNA.
"È una conferenza entusiasmante questa settimana perché un gruppo di noi 'nuovi ragazzi' stanno iniziando a condividere dati per la prima volta, in gran parte dati preclinici ma relativi a specie superiori", ha affermato Cole.
I risultati mostreranno prove precliniche che SGT-1001 è sicuro ed efficace negli organismi viventi. È in fase di sviluppo come possibile trattamento una tantum per la malattia di Stargardt, una condizione genetica che causa una progressiva perdita della vista. Un diverso programma su cui si sta lavorando per la fibrosi cistica (CF) mirerà con successo all’integrazione del gene CFTR nell’introne 1 nativo del CFTR. I dati dimostrati da SalioGen sono l’inizio di quello che potrebbe essere un grande passo per il campo della medicina genetica nella consegna mirata di un grande carico genetico.
Trasposasi dei mammiferi bioingegnerizzate
Al centro della tecnologia di medicina genetica di SalioGen c'è una nanoparticella lipidica (LNP) che circonda un DNA plasmidico di grandi dimensioni ed un mRNA che codifica la Saliogasi, una trasposasi dei mammiferi bioingegnerizzata.
Saliogase può essere progettato per prendere di mira sequenze di riconoscimento specifiche. Nella sua forma predefinita, la saliogasi è stata progettata per formare un dimero che si aggancia a due ripetizioni terminali invertite nel DNA del donatore e quindi lo inserisce in una sequenza di riconoscimento specifica, TTAA. Secondo Cole, questi TTAA si trovano in tutto il genoma e si trovano prevalentemente nelle regioni introniche o intergeniche, dove c'è meno rischio di un'integrazione problematica.
"Molto raramente entrano negli esoni e nei luoghi in cui potresti davvero disturbare qualcosa", ha detto Cole. Probabilisticamente, è molto improbabile che colpiremo lo stesso punto in due alleli, ed è uno su 300 miliardi che colpirà due oncogeni. Quindi, il modo di pensare alla sicurezza della trasposazione è meno legato alla guida e all’obiettivo e più ai modelli benigni in cui arriva”.
L'enzima cerca un certo numero di questi siti bersaglio e quindi inserisce l'intero carico utile attraverso una reazione chimica anziché la trascrizione inversa (nota anche come prime editing) od effettuando una rottura a doppio filamento e facendo affidamento sulla riparazione diretta dall'omologia (nota anche come CRISPR-Cas9).
“Se dovessi eseguire gli stessi esperimenti attorno ad approcci basati su CRISPR, vedresti indel; vedresti cose come la cromotripsi", ha detto Cole. "Non lo vediamo, e questo è il fondamento dei dati di cui parleremo alla [Food and Drug Administration (FDA) degli Stati Uniti] ed ad altre agenzie di regolamentazione per istruirli, quindi purtroppo non lo fanno quello che gran parte dell'agenzia ha fatto con queste prime terapie geniche in vivo e ha dato uno schiaffo alle prese cliniche. Riteniamo che molte di queste sospensioni cliniche fossero basate su una mancanza di comprensione o di preparazione da parte dello sponsor. Quindi, stiamo cercando di affrontare questo problema in anticipo con moltissimi dati”.
All'ASGCT, SalioGen condividerà anche i dati di profilazione genomica sulla tecnologia di codifica genetica per aggiungere costrutti di DNA di grandi dimensioni (fino a 100 kb) al genoma. Il poster mostrerà anche la caratterizzazione dei modelli di inserimento della tecnologia della saliogasi in più tipi cellulari.
"Il punto principale è che abbiamo questo strumento in grado di inserire un gene od un costrutto di grandi dimensioni con piena fedeltà nel genoma", ha affermato Cole. “Ti aspetteresti che lasci una cicatrice e che abbia un impatto che puoi rilevare. Ma ancora una volta, tornando all'assenza di rotture a doppio filamento, all'eleganza di come si integra, abbiamo eseguito tutte queste diverse tecniche confrontando il DNA che vediamo con le nostre integrazioni con il DNA normale di un donatore, e non è possibile notare differenze significative .”
Grandi inserzioni di DNA
L'approccio saliogasi funziona alla grande nel contesto della malattia di Stargardt, dove l'obiettivo è salvare l'espressione di ABCA4 tramite l'inserimento di geni che non richiedono alcuna modifica degli alleli esistenti.
"Ciò che mi ha davvero attratto dell'azienda è stato il programma di Stargardt perché disponiamo dello strumento genetico giusto per inserire un grande gene di 6,8 kilobasi", ha affermato Cole. “Altri devono adottare un approccio con il doppio virus adeno-associato (AAV) per inserirlo, e non è chiaro se si riunisca nel nucleo od addirittura nelle cellule. Abbiamo creato una serie di annotazioni sui luoghi in cui preferiscono andare. Stiamo condividendo i dati con la FDA mentre portiamo avanti il nostro programma Stargardt per dare loro la certezza che non solo non stiamo facendo la violenza genetica di una rottura a doppio filamento, ma la stiamo inserendo in modo efficiente; il luogo in cui lo inseriamo non è come l’integrazione casuale dei lentivirus che ho vissuto a Bluebird”.
Per il suo programma sulla fibrosi cistica, SalioGen ha dovuto rivedere il proprio approccio perché l’obiettivo è quello di inserire materiale genetico in un luogo molto specifico per la funzione genetica. Per fare ciò, SalioGen ha cambiato il modo in cui funzionano le trasposasi dei mammiferi bioingegnerizzate utilizzando l’intelligenza artificiale (AI) per renderle più selettive e mirare ad una determinata sequenza con dita di zinco.
"Col tempo, ciò che intendiamo fare con i nostri enzimi è avere una versione che si integri e non abbia bisogno di essere iper-mirata, e poi avremo versioni più mirate sia per la malattia che stiamo cercando o forse nel caso di una cellula T in qualche locus genomico sicuro”, ha detto Cole.
Consegna non virale in vivo
SalioGen utilizza LNP specifici del tipo di cellula per fornire le loro trasposasi bioingegnerizzate. Per i pazienti affetti dalla malattia di Stargardt, SalioGen ha sviluppato il proprio LNP che prende di mira i fotorecettori nell’occhio dopo l’iniezione sottoretinica. Cole ha affermato che i fotorecettori modificati con successo vedono una copia della sequenza inserita per genoma.
Per quanto riguarda il programma CF, Cole ha affermato di essere un po' scettico nei confronti della prima ondata di farmaci genetici che stanno perseguendo una somministrazione basata sull'inalazione come Moderna perché non pensa che gli approcci aerosolizzati saranno in grado di colpire le cellule ricoperte di muco. Nei polmoni. SalioGen sta invece sviluppando un LNP somministrato per via sistemica che evita il fegato e prende di mira il polmone.
Il programma Stargardt di SalioGen è un po’ più avanti rispetto a quello sulla fibrosi cistica, come dimostrato dai dati sui primati non umani rivelati all’ASGCT 2024 come prova di sicurezza, integrazione ed espressione di SGT-1001. Cole ha affermato che SalioGen prevede di entrare in clinica con il suo programma Stargardt nella prima metà del 2025.
"I consulenti clinici sono davvero entusiasti di questi dati perché Stargardts è stata una malattia per la quale molti hanno provato lentivirus in vivo e altri approcci che hanno fallito", ha affermato Cole. "È entusiasmante effettuare questa transizione verso un'azienda clinica."
ENGLISH
The data shows that lipid nanoparticle delivery of bioengineered mammalian transposases can integrate large genes at precise locations and is being developed into one-time treatments for Stargardt disease and cystic fibrosis
Jason F. Cole has been working to make gene therapy a reality for patients since he joined Bluebird about ten years ago. This gave him a front-row seat to the first generation of gene therapies, typically delivered with lentivirus in an ex vivo setting. Cole was part of the journey of taking state-of-the-art technology at the time into early clinical trials, dealing with setbacks, and navigating regulators that resulted in three approvals: Zynteglo, Skysona, and Lyfgenia.
Upon leaving Bluebird, Cole began searching for a company operating where the puck would be going. That’s when he came across SalioGen Therapeutics.
“I believe the future of genetic medicine is nonviral, in vivo, and integrative,” said Cole. “It is these permanent, full solutions to a lot of these other genetic diseases that we haven’t been able to address yet. I was looking around doing diligence and consulting work when I came across SalioGen, and what really attracted me to the company were the core differentiators of the technology: the ability to deliver large genes nonvirally into specific places in the genome with better safety compared to some of the existing editing approaches. What that does is it brings the opportunity to go after some therapeutic areas where we’ve seen no progress or a bunch of failures because the tools and maybe the first- and second-generation companies are not fit for purpose.”
Eight months ago, Cole came on board as the CEO and chairman of the board at SalioGen and immediately focused the company on just one area of their pipeline, inherited retinal diseases, to get to the clinic quickly and safely.
“When the company was founded, it was exploring the applications of this technology pretty broadly and that generated a lot of data,” said Cole. “When I joined, I really drove toward a data-driven decision around what applications of our technology are unique to us and are truly differentiated. There are a lot of folks working in the genetic medicine space now, and you see all the crowding around certain indications, whether it’s sickle cell or hemophilia—you name it. I want us to focus on things where, if SalioGen didn’t exist, neither would those therapies. That’s the kind of level of impact we want to have.”
Cole and SalioGen are showing some of their first work at ASGCT 2024 that shows how their nonviral in vivo gene insertion technology can be used. This technology uses a bioengineered mammalian transposase to integrate large DNA constructs permanently.
“It’s an exciting conference this week because a bunch of us ‘new kids’ are starting to share data for the first time, largely preclinical data but in higher species,” said Cole.
The results will show preclinical evidence that SGT-1001 is safe and effective in living organisms. It is being developed as a possible one-time treatment for Stargardt disease, a genetic condition that causes progressive vision loss. A different program being worked on for cystic fibrosis (CF) will successfully target the integration of the CFTR gene into the native CFTR intron 1. The data demonstrated by SalioGen is the beginning of what could be a big step for the genetic medicine field in the targeted delivery of a large genetic cargo.
Bioengineered mammalian transposases
At the heart of SalioGen’s genetic medicine technology is a lipid nanoparticle (LNP) that surrounds a plasmid DNA of large size and an mRNA that encodes Saliogase, a bioengineered mammalian transposase.
Saliogase can be designed to target specific recognition sequences. In its default form, saliogase was designed to form a dimer that grabs onto two inverted terminal repeats in donor DNA and then inserts it into a specific recognition sequence, TTAA. According to Cole, these TTAAs are all over the genome and are predominantly in intronic or intergenic regions, where there is less risk of a problematic integration.
“They very rarely go into exons and places where you could really disrupt something,” said Cole. Probabilistically, it’s very unlikely we are going to hit the same spot in two alleles, and it’s one in 300 billion that will hit two oncogenes. So, the way to think about transposase safety is less about guide and target and more about benign patterns where it lands.”
The enzyme looks for a certain number of these target sites and then inserts the whole payload through a chemical reaction instead of reverse transcription (also known as prime editing) or making a double-stranded break and relying on homology-directed repair (also known as CRISPR-Cas9).
“If you were to run those same experiments around CRISPR-based approaches, you would see indels; you would see things like chromothripsis,” said Cole. “We don’t see that, and this is the underpinning of data we’re going to talk to the [United States Food and Drug Administration (FDA)] and other regulatory agencies about to educate them, so they don’t do sadly what a lot of the agency did with these first in vivo gene therapies and slap on clinical holds. We believe that many of those clinical holds were based on either a lack of understanding or a lack of preparation by the sponsor. So, we’re trying to address that issue right up front with lots and lots of data.”
At ASGCT, SalioGen will also share genomic profiling data on the gene coding technology to add large DNA constructs (up to 100 kb) to the genome. The poster will also show the characterization of the insertion patterns of saliogase technology in multiple cell types.
“The main takeaway is that we have this tool that can put a large gene or construct with full fidelity into the genome,” said Cole. “You would expect it to leave a scar and to have some impact that you can detect. But again, back to the no double-stranded breaks, the elegance of how it integrates, we’ve done all these different techniques comparing the DNA we see with our integrations with regular DNA from a donor, and you can’t tell meaningful differences.”
Large DNA insertions
The saliogase approach works great in the context of Stargardt’s disease, where the goal is to rescue expression of ABCA4 via gene insertion that does not require any modification of the existing alleles.
“What really attracted me to the company was Stargardt’s program because we have the right genetic tool to put in a large gene of 6.8 kilobases,” said Cole. “Others have to do a dual adeno-associated virus (AAV) approach to get that in, and it’s unclear if it gets together in the nucleus or even in the cells. We’ve built a set of annotations around where they prefer to go. We’re sharing data with the FDA as we move our Stargardt’s program forward to give them confidence that not only are we not doing the genetic violence of a double-stranded break, we’re sort of efficiently putting it in; where we put it in is not like the random integration of lentiviruses that I lived through at Bluebird.”
For their CF program, SalioGen had to shake up their approach because the goal is to insert genetic material into a very specific place for gene function. To do this, SalioGen has changed how their bioengineered mammalian transposases work by using artificial intelligence (AI) to make them more selective and aim for a certain sequence with zinc fingers.
“Over time, what we plan to do with our enzymes is to have a version that integrates and doesn’t need to be hyper-targeted, and then we’ll have versions that are more targeted either for the disease we’re going after or maybe in the case of a T cell in some genomic safe harbor locus,” said Cole.
Nonviral in vivo delivery
SalioGen uses cell-type-specific LNPs to deliver their bioengineered transposases. For patients with Stargardt disease, SalioGen developed its own LNP that targets photoreceptors in the eye upon sub-retinal injection. Cole said that for successfully edited photoreceptors, they see one copy of the inserted sequence per genome.
When it comes to the CF program, Cole said that he’s a bit skeptical of the first wave of genetic medicines that are pursuing an inhalation-based delivery like Moderna because he doesn’t think that aerosolized approaches will be able to hit mucus-covered cells in the lungs. Instead, SalioGen is developing a systemically administered LNP that avoids the liver and targets the lung.
SalioGen’s Stargardt program is a bit ahead of the cystic fibrosis one, as demonstrated by the data in nonhuman primates revealed at ASGCT 2024 for evidence of safety, integration, and expression of SGT-1001. Cole said that SalioGen is planning to be in the clinic with its Stargardt program in the first half of 2025.
“Clinical advisors are really excited about this data because Stargardts has been a disease for which many have tried in vivo lentiviruses and other approaches that failed,” said Cole. “It’s exciting to make that transition to a clinical company.”
Da:
https://www.genengnews.com/topics/genome-editing/asgct-2024-saliogens-nonviral-in-vivo-gene-insertion-technology-takes-preclinical-strides/
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